第19屆全國色譜大會特邀報告(一)

　　2013年4月1日，第19屆全國色譜學術報告會及儀器展覽會在福州西湖賓館召開，來自中國科學院大連化學物理研究所的張玉奎院士、南京大學陳洪淵院士、中國科學院生態環境研究中心的江桂斌院士和國家自然科學基金委員會化學科學部莊乾坤主任等多名色譜界專家分別做了特邀報告。各專家、學者歡聚一堂，享受色譜學的偉大盛宴。

會議現場

中國科學院大連化學物理研究所 張玉奎院士

　　來自中國科學院大連化學物理研究所的張玉奎院士帶來了《色譜新進展》的報告。

　　張院士表示色譜分析涉及領域十分廣泛，生命科學、藥物開發、食品安全和環境科學等領域都涉及到色譜的使用。色譜分析面向國家重大需求，包括“973”、“863”和儀器重大專項的項目。但是，目前也面臨著樣品量少、成分數目龐大、含量差異巨大、時空動態變化等挑戰。

　　樣品與處理技術

　　去除技術

　　在樣品與處理技術的去除技術中，張院士講到了分子印跡材料。分子印跡材料具有結構預設性、高效選擇性、環境耐受性和可制備新型抗體等特點。尤其是蛋白質分子印跡材料越來越仿生，小分子印跡材料由第一代的3D印跡到第二代的2D印跡，再到第三代Epitope印跡，繼而可以應用到蛋白質晶體、蛋白質組學、細胞捕獲和病毒檢測等領域。

　　使用多級印跡法制備蛋白印跡聚合物微球。多級印跡法-印跡位點位全部暴露于材料表面，提高樣品的傳質速率；蛋白質物理吸附固載到硅膠孔道內，構想穩定，易于固定與洗脫。

　　在去除血清樣品的HSA中，血清白蛋白與人血清白蛋白具有高度同源性，制備的蛋白質印跡材料可以用于血清中白蛋白的選擇性去除，將蛋白質的鑒定數量提高20%，增加中低豐度蛋白質的檢出率；轉鐵蛋白Epitope印跡聚醚砜微球可用于人血漿中轉鐵蛋白的識別，以目標蛋白質的抗原決定基(Epitope)作為模板，利用聚合物自組裝技術，生物相容性優異的聚醚砜(PES)作為基質材料，通過聚合物相反轉自組裝制備新一代蛋白質分子印跡材料；多環芳烴富集因子高于商品化PDMS材料，以3-氨丙基乙氧基硅烷為交聯劑，將氧化石墨烯通過化學鍵合的方法修飾在硅基質材料表面，經酰肼還原，制備了一種石墨烯涂覆的固相萃取纖維。

　　選擇性富集技術

　　在固定化金屬親和富集材料中，張院士介紹到，以氨基磁球為基質，以三磷酸腺苷二鈉為配體，戊二醛為交聯劑，通過固載Ti⁴⁺，制備了一種粒徑為200nm的新型固定化金屬離子磁性材料。三磷酸二鈉親水性好，該固定化金屬離子磁性材料對磷酸化肽富集的選擇性好、抗干擾能力強。使用固定化金屬親和富集材料，用于小鼠肝癌腹水瘤淋巴道高低轉移細胞株磷酸化蛋白組定量分析中，發現2個磷酸化蛋白質含量發生了明顯變化、1069個磷酸化肽對應2323個磷酸化位點、磷酸化肽的富集選擇性由目前的60-70%提高到90%以上。

　　高效分離材料

　　在顆粒填料中，張院士講到了硅膠基質、雜化硅膠和聚合物基質，介紹到硅膠經過高溫氮化處理變為的氮氧化硅新型色譜固定相、硅球上生長硅球制備核殼結構色譜填料、金屬-有機骨架反相色譜材料，和三類新型色譜柱：酰胺類色譜柱、二肽類色譜柱和全氟代苯基類色譜柱。

　　在整體材料中，張院士主要介紹到納米金摻雜聚合物整體柱、POSS開環聚合反應制備雜化整體材料等。

　　多維和集成化技術

　　張院士介紹到多維具有高效、高分辨、高峰容量的特點，集成化聯用技術具有高選擇性、高靈敏、快速、高精度、自動化的特點。

　　在集成化糖蛋白微反應器中，將三個樣品預處理過程在一個系統中進行，建立一種集成式的微反應系統；整個樣品預處理過程由離線的2-3天縮短到1.5h，并且靈敏度提高10倍。集成化蛋白質分離鑒定系統應用于鼠腦提取蛋白質分析，并與傳統方法進行比較，在分析時間縮短了一倍時間的情況下，得到了相似的分析結果。

　　最后，張院士總結：色譜的發展趨勢是高效、高分辨、高通量和高靈敏度；技術發展傾向于新型分離材料和新型柱模式、多維多模式分離技術、集成化聯用技術和新儀器的發展。

南京大學 陳洪淵院士

　　來自南京大學陳洪淵院士作了題為《從“另一視角”看色譜發展》的報告。報告中，陳院士主要介紹了三大部分：一是重溫色譜的輝煌，淺談發展機遇；二是南京大學色譜研究概況；三是今后發展道路的一點思考。

　　陳院士首先回顧了有關色譜的諾貝爾獎項，例如2012年，美國科學家萊夫科維茨和克比爾卡因“G蛋白偶聯受體研究”獲諾貝爾化學獎。在發現G蛋白偶聯受體的過程中，親和色譜發揮了關鍵作用。

　　色譜的重要性

　　談到色譜的重要性，陳院士說到色譜是解決重大問題的關鍵手段，同時也是石油化工、有機合成、生理變化、醫藥衛生、環境保護、食品安全乃至空間探索等領域中的重要工具。色譜儀及耗材是重要的產業。據美國Transparency Market Research公司2012年的統計和預算，全球色譜市場將從2011年的66億美元增加到2017年的89億美元。另據美國BCC Research公司2012年的統計和預測，全球色譜試劑市場2011年為43億美元，2012年為52億美元，2017年將增加到119億美元。

　　色譜的新定義

　　色譜通常定義為將組分在兩相間分配以實現分離的物理方法，其一是固定相，另一項是流動相，按一定的方向移動。如果定義為色譜就是涉及相互總用的傳質過程，那么“相互作用”涉及的是熱力學問題，“傳質過程”涉及的是動力學過程。現今，動力學方面研究的目標是降低傳質阻力、降低峰展寬，在材料結構和形貌的變革方面有更大的突破機會。

　　陳院士談到熱力學方面的考量和機會，認為相互作用是分析化學乃至整個化學科學的基本科學問題，根據相互作用可以深入認識色譜過程的本質和規律，而分子識別是相互作用的高級形式，分子識別基于分子間的相互作用且能識別目標分子的類型或具體結構，從相互作用與分子識別的角度去分析色譜過程，可以更好地借鑒其他科學的最新成果，更好地色譜發展服務。

　　按照分子間相互作用的類型分類，色譜可分為非特異性相互作用色譜和特異相互作用親和色譜。親水相互作用色譜已發展成為解決強極性化合物分離的重要工具，氫鍵相互作用色譜已初現端倪。另外各種親和色譜相繼出現或得到再發展，是活性生物分子分離和制備的重要工具，仿生親和色譜將具有良好的發展前景。

　　南京大學色譜研究的情況

　　自2007年以來，南京大學色譜研究方面一直在從事硼親和色譜及相關方法研究。硼親和相互作用有四個優點：(1)廣譜選擇性，一種配基能識別幾乎所有順式二羥基化合物；(2)共價作用，親和力強；(3)pH調控結合與解吸，容易控制，條件溫和；(4)酸性條件洗脫，與質譜檢測兼容性好。同時存在不適于中性或酸性結合；親和力不夠強；以及專一性不夠好這三方面的挑戰。

　　陳院士所在課題組經研究解決了如下問題：將結合pH從常規的8.5降低到5.0，基本涵蓋了常用生理樣品的pH范圍；提出了“團隊硼親和”原理，大大簡化了高硼親和力分離介質的合成路；利用協同效應和限域效應大大提高了親和力，提高了3-7個數量級；還發展出基于硼親和作用的仿生材料，選擇性大大提高。

　　中國色譜事業的未來

　　最后陳院士針對中國色譜事業的未來，談及了自己的一些看法。中國色譜研究近十年來已取得顯著進步，已經是一個色譜研究大國，但還不是色譜研究強國，要成為色譜研究強國，需要加強原始創新，需要有世界級、有辨識度的研究成果，需要有更多的企業投入到色譜產業中，相信中國一定會成為色譜研究強國。

中國科學院生態環境研究中心 江桂斌院士

　　來自環境化學與生態毒理學國家重點實驗室、中國科學院生態環境研究中心的江桂斌院士帶來了《色譜-質譜方法在短鏈氯化石蠟(SCCPs)分析中的應用》的報告。

　　江院士表示目前環境中最復雜的一類氯代有機污染物。氯化石蠟(SCCPs)是正構烷烴氯化衍生而成的復雜工業混合物，因具有持久性有機污染物(POPs)特性，已被《斯德哥爾摩公約》列為“POPs”候選名單。

　　相對于其它POPs，國際上對SCCPs環境分布、講解途徑以及毒性研究十分有限，研究結構主要來自于北美、歐美及日本等國，近幾年，我國也陸續有環境數據報道。目前SCCPs研究面臨著問題和挑戰，由于SCCPs包含了大量的同系物、異構體和對映體；缺乏分析標準和參考物質；氯化度不同則影響因子不一致；易受其它有機氯化物的干擾，所以國際上尚缺乏準確定量的標準分析方法。

　　SCCPs分析方法面臨的問題與挑戰主要有氯化石蠟總含量的測定、不同碳氯原子數的同族體、氯原子取代位點和旋光異構體等。在檢測技術中，ECD能夠測定金屬切割液和密封劑中的氯化石蠟；EI-MS²能夠測定氯化石蠟產生相同的二級質譜碎片離子；ECNI-MS可以有特征碎片離子定量不同碳氯原子數的同系物。

　　氯化石蠟(SCCPs)常用分析方法

　　GC-ECD：具有低耗、高靈敏度的優點；但是極易受到其它有機氯干擾，也不能鑒定CPs同族體。適用于金屬切割液和密封劑中氯化石蠟的定量。

　　GC-EI-MS/MS：能夠迅速測量CPs總量。對低氯CPs能夠檢測，響應受氯化度和碳鏈長度的影響較少，提供滿意的選擇性和靈敏度；但是，不能區分SCCPs和MCCPs，產生非特異性大量碎片，不能提供樣品同族體的組成信息。

　　ECNI-MS：是最常用的、比較認可的分析方法。ECNI-HRMS基于監測[M-Cl]^-特異性負離子峰，能夠排除質量相同的碎片離子干擾，提供高選擇性和靈敏度，反映原物質組成的信息；但是運行成本高，不適合常規分析，不能檢測低氯代的CPs，Cl原子數不同響應不同，樣品測定依賴標準物質的選擇。ECNI-LRMS同樣基于監測[M-Cl]^-特異性負離子峰，同樣能夠提供較為滿意的選擇性和靈敏度；但是干擾大，極易受到自身質量相同的碎片離子和其它氯化物的影響，需要嚴格的前處理程序。

　　GC-ENCI-MS分析氯化石蠟的方法

　　江院士提出了GC-ENCI-MS定量氯化石蠟的方法。使用短鏈氯化石蠟同族體“相對濃度”定量原理，利用同位素離子峰豐度進行定量分析，建立方程組來排除干擾。通過設定色譜峰判斷參數實現自動積分來實現短鏈氯化石蠟定量過程的自動化。

　　江院士還介紹了環境樣品的前處理方法，SCCPs環境行為實驗設計及規劃，污水處理廠的行為、歸趨和質量平衡分析。

　　最后，江院士總結：在國內率先開展了短鏈氯化石蠟的分析方法及典型地區的環境行為研究，發現SCCPs在活性污泥中普遍存在，且其濃度要高與PBDEs；質量平衡計算表明，污水處理過程SCCPs主要吸附在活性污泥上，最終隨污水處理廠出水排放到周圍環境介質中不到10%；污水處理廠出水可造成下游水體SCCPs的濃度增加，在相應的水生生物鏈中，存在著隨營養級增加的生物放大現象；污灌可造成農田土壤SCCPs污染，在土芯中的滲透與碳鏈長度和含氯量相關，分子量較小的更易遷移到更深的土壤中；初步查明我國氯化石蠟產品中SCCPs的賦存情況，為我國履約談判提供了科學依據和技術支持。

國家自然科學基金委員會化學科學部 莊乾坤主任

　　來自于國家自然科學基金委員會化學科學部的莊乾坤主任帶來了《分析化學現狀與創新研究》的報告。

　　莊主任介紹目前的分析化學研究范圍與資助領域有色譜分析、微-納尺度分離分析、電化學分析、光譜分析、質譜分析、核磁分析、成像分析、化學計量學與化學信息學、生命分析化學、藥物分析、環境分析化學、納米分析化學、公共安全分析(食品分析、毒物分析、化學試劑分析、爆炸物分析)和分析儀器與裝置等。

　　分析化學十年發展狀況

　　莊主任表示中國分析化學在2001-2010取得了長足進步，2011年論文產量首次超過美國，達到3572篇；SCI論文數位居第二位，2001-2005中國SCI論文占世界份額10.38%，2006-2010變為17.37%。

　　我國2007-2011年五年間發表在本領域最有影響的刊物Analytical Chemistry(ACS)上的論文已達704篇，較上一個五年在該刊物上發表的論文數(247篇)的近3倍，排在第二位，僅次于美國學者在該刊物上發表的論文數。美國學者近五年在該刊物上單篇論文引用率為12.03，而中國學者發表論文的單篇引用率達到17.92，遠高于美國學者的單篇論文平均引用率。

　　Analytical Chemistry(ACS)在中國2013年取得重大突破

　　2013年3月起，張新榮教授擔任Analytical Chemistry副主編；

　　2013年1月起，劉虎威教授、鄒漢法教授、田中群院士擔任Analytical Chemistry編委；

　　張麗華、蔣健暉、劉寶紅擔任A-page編委。

　　儀器專項情況通報

　　莊主任表示儀器專項情況經費喜人、形勢嚴峻：限項放開后，申請數量大幅度的增加(2010年度申請數是265/55，2011年度增加到672/54)，申請者的水平大幅度提高(院士、杰青等)；2012年，儀器專項462/50，平均300萬，重大儀器自由申請314/27，平均740萬。合計申請776。

　　莊主任認為分析化學需要創新性，創新性的研究要引入物理學新概念與新技術，創建分析儀器與裝置，瞄準有影響的重大科學問題。莊主任還強調了在申請儀器專項中，做儀器裝置的重要性，莊主任說：“申請儀器專項時，要針對一個重要科學問題，設計儀器裝置。沒有這個裝置，這個科學問題就解決不了，并且這個裝置是目前國際上沒有的。”

中科院化學所 陳義研究員

　　來自中科院化學所的陳義研究員帶來了《光子晶體及分離應用》的報告。

　　陳老師首先簡單介紹了光子晶體的奇特性質和制備。

　　接著，陳老師對近期的工作做了一些介紹。包括自主裝制備光子晶體及其帶隙；金簇分子量標準制備；多糖質譜的測定；毛細管中PCs的制備；通道中PCs的制備；PCs填充芯片；PC的穩定性(耐電場、共聚焦成像)；大分子分離——DNA分離中的應用；大分子分離——蛋白快速分離中的應用；多肽分離的應用；氨基酸快速分離的應用；高速分離重現性的考察等。

瑞典Uppsala 大學 Jan-Christer Jason教授

　　來自瑞典Uppsala 大學Jan-Christer Jason教授為大家帶來了題為《Agarose Microspheres for the Chromatography of Macromolecules》(采用瓊脂糖凝膠色譜介質分離生物大分子)的報告。

　　目前多肽的分離純化技術有限以反相色譜為主,不能滿足多肽藥物快速發展的需要。Jan-Christer Jason教授所在課題組提出了采用瓊脂糖凝膠作為親水相互作用色譜介質，進行生物大分子的分離純化。瓊脂糖凝膠具有高親水性的-OH基團、較大的孔徑、比表面大、低非特異性吸附、以及通過共價交聯可實現足夠的剛性，上述特點使得瓊脂糖凝膠非常適用于作為生物大分子分離的色譜介質，實現瓊脂糖凝膠應用領域和多肽分離純化方法的拓展。

　　請繼續關注分析測試百科網后續報道……